
洗板机是否存在洗板相关专利技术?
一、专利总体态势——“多点突破、系统布局”
从公开数据看,中国、美国、欧洲和日本企业及科研机构都在持续申请洗板机相关专利。仅中国国家知识产权局就能检索到数百件“洗板机/洗板装置”实用新型和发明授权,涵盖结构改良、控制算法、耗液降低等方向;而美国则更注重功能创新与自动维护,如 BioTek Instruments 针对超声堵塞检测与清洗获得的 US 8 858 718 号专利就是典型代表
二、核心技术专利分类
流体路径与清洗头
① 独立注吸双机构:CN 108296213 A 通过将注液头、吸液头并排配置并由独立驱动器上下运动,实现了“同步注入+分步吸液”,可减少残液和死体积
② 多列管路成组设计:CN 203124310 U 针对传统单列清洗头易堵、维护难的问题,将注液通道按 M 行 N 列分群,便于快速拆换
③ 双层或三层流路喷吸一体:早期美国专利 US 5 951 783 提出了“上下叠置分配-吸液歧管”结构,可独立升降以适配不同板型,成为后续多家厂商模仿的蓝本残液体积与交叉污染控制
CN 202909997 U 将喷头倾角、孔底距离、吸液速度三因素联动优化,使单孔残液量降至 1 µL 以内;国外部分专利则采用“点吸+边沿负压环”或“液面追踪光电传感”方法,实时调整吸头高度,以防吸走细胞单层。堵塞检测与自清洁
BioTek 405 系列的 Verify™ 与 Ultrasonic Advantage™ 技术通过超声换能器对歧管小孔进行周期性激励并测量回波差异,一旦检测到堵塞即触发浸浴-超声-冲洗闭环流程,其方法被写进专利并受到行业高度关注快速换板与“零等待”节拍
全自动洗板生产线需要将清洗、干燥、检测等步骤串联在 10 s-20 s 节拍内。CN 208261433 U 设计了“双线性电机+滑块+连杆”的三维移板架构,实现多孔板平推轮换,同时在限制槽下方增设废液池保证任意位置冲洗均不溅液特种应用:3D 细胞与磁珠洗脱
对三维细胞球或磁珠捕获体系,常规强力吸液易造成样品损失。US 2018 / 0252208 A1 采用可高温灭菌的 peristaltic-pump 模块与柔性 Teflon 管,结合 X-Y-Z 三轴独立定位,实现极低剪切的洗涤流程,保护 3D 细胞结构完整性硬件-软件协同与自动校准
近期专利倾向把硬件改进与软件算法绑定:在 IPC 分类 G01N 35/04 “自动分析设备”条目下,新案常列出“校准因子自学习”“吸液压力-位置补偿”算法权利要求,以保证不同板材质下仍能复现既定残液阈值。
三、代表性企业与机构的专利布局策略
Thermo Fisher/BioTek (现隶属 Agilent):围绕歧管设计、超声自清洁、双驱动升降、微板堆叠器(如 BioStack® 系列获 US 9 366 686)等形成完整组合拳,在北美与欧洲拥有上百件家庭专利
Tecan & Molecular Devices:偏重“液面检测光学模块+软件”领域,侧重算法与流程专利。
国内企业(如迪信泰克、奥盛):近五年聚焦结构优化与成本友好型方案,实用新型数量增长迅猛;同时开始从中国专利扩展 PCT 申请以保护出口市场。
四、技术路线纵览——从“机械改良”到“全流程智能”
机械时代:1990-2000 年,以杆-齿轮升降、单一喷头为主,解决“可洗可吸”问题。
机电融合时代:2000-2015 年,引入步进电机、光电限位;出现多排歧管、快速滤阀、软件设洗程。
智能维护时代:2015-至今,重点转向堵塞自诊断、预防性维护、远程日志;超声、压力传感、体积预测模型被大量写入专利。
未来趋势:AI-assisted flow control、数字孪生试算、材料可降解洗液路径,以及与高通量成像、质谱在线耦合的复合平台,已在部分专利申请中显露端倪。
五、典型专利要素拆解
要素 | 常见文字表述 | 创新评估 |
---|---|---|
清洗头结构 | “喷-吸双通道同轴”或“可拆式多排组块” | 解决死体积与维护痛点 |
流体控制 | “差压自动补偿”或“蠕动-注射泵复合” | 提高体积精度 |
传感与自测 | “压差-流速双监控”或“超声回波堵塞检测” | 降低停机风险 |
软件策略 | “自学习残液阈值”“智能洗程模板” | 提升适配多种板型能力 |
安全环保 | “集成废液池+气液分离过滤” | 符合 biosafety 与环保法规 |
(表格中技术要素对应上述各专利案例,篇幅所限不逐一列号。)
六、如何检索与评估相关专利
关键词:中文使用“洗板机、清洗头、ELISA、微孔板冲洗”等;英文用“microplate washer, manifold, block detection, ultrasonic cleaning”。
分类号:主 IPC 为 G01N 35/04;若涉及流体阀门则参考 F16K;若加入机器人搬运则可查 B65G 和 B25J。
检索渠道:Google Patents、国家知识产权局(CNIPA)、Espacenet;部分企业白皮书与说明书也会标注专利号,如 BioTek 405 LS 手册中即列出 US 5 951 783 等受保护技术
评估要点:权利要求 1 的“独立性+广度”、引证关系、法律状态(在审/有效/失效)、地域布局(CN/US/EP/JP)与剩余寿命。
七、对研发与采购的启示
研发端:在创新方案立项前务必进行“结构-功能-方法”三维自由度检索,规避核心专利雷区;对公知方案可通过材料、算法、工艺环节切入撰写改进型申请。
采购端:应关注产品说明书中的专利标识与保修条款,特别是“自清洁”“自动校准”是否为受专利保护的独家功能,避免后期维护依赖问题。
合作端:高校或医院实验室若需自行开发定制洗板模块,建议与设备商签订交叉许可或技术授权协议,以合法调用其堵塞检测、微板堆叠之类核心技术。
八、总结
综上,洗板机技术早已进入“专利密集”阶段,从基础的喷吸结构到智能堵塞自清洁、再到与自动化上位机、成像系统的深度耦合,均拥有完备的知识产权壁垒。掌握并利用这些专利情报,不仅能帮助企业精准定位创新突破口,也能让用户在采购与使用时规避侵权风险、提高设备生命周期价值。随着高通量生物分析、多组学检测需求攀升,未来围绕“更洁净、更智能、更绿色”的洗板专利料将持续涌现——理解现有格局,就是抢占下一轮技术高地的起点。
